Bidirectional -kanaler i både transportskiktsäkerhet (TLS) och Secure Shell (SSH) -protokoll hanterar datakryptering och dekryptering genom en kombination av nyckelutbyte, krypteringsalgoritmer och sessionhanteringstekniker som säkerställer säker kommunikation i båda riktningarna mellan klient och server.
TLS Bidirectional Channel -kryptering och dekryptering
TLS är utformat för att ge konfidentialitet och integritet av data som utbyts mellan två kommunikationspartier över ett nätverk, till exempel en klient och en server. Dess dubbelriktade kanaler gör det möjligt att byta ut data i båda riktningarna samtidigt genom att utnyttja flera kryptografiska processer:
- Nyckelutbyte och autentisering: TLS -handskakningen börjar med att båda parter förhandlar om kryptografiska parametrar för att upprätta delade nycklar utan att överföra dem direkt. Offentliga nyckelkryptografiska algoritmer som RSA, Diffieâ Hellman (DH), Ephemeral Diffieâ Hellman (DHE), elliptisk kurva Diffie hellman (ecdhe), och andra används för att säkert generera en delad hemlig nyckel. Denna nyckel skickas inte direkt över nätverket utan härleds oberoende av båda sidor efter utbyte av nödvändiga offentliga värden. Under denna handskakning autentiserar servern vanligtvis sig till klienten via ett certifikat, eventuellt ömsesidig autentisering görs. Handskakningen håller också med om chiffersviter som dikterar krypteringsalgoritmer som används för bulkdatakryptering. Denna process ger både autentisering och hemlighet i nyckelavtalsfasen.
- Symmetrisk kryptering för dataöverföring: Efter att en delad hemlig nyckel har fastställts genom handskakningen växlar TLS till symmetrisk kryptering för att skydda de faktiska meddelanden som bytts ut i sessionen. Eftersom symmetriska krypteringsalgoritmer är beräkningseffektiva tillåter de realtidskryptering och dekryptering i båda riktningarna. Vanliga symmetriska krypteringsalgoritmer som används i TLS inkluderar AES (Advanced Encryption Standard), ChACHA20 och andra. Båda parter använder samma sessionnyckel för att kryptera utgående och dekryptera inkommande dataströmmar, vilket säkerställer dubbelriktad sekretess.
- Dataintegritet och autentisering: TLS integrerar meddelandesautentiseringskoder (MAC) eller autentiserade krypteringslägen som AES-GCM (Galois/Counter-läge) för att säkerställa meddelandeintegritet och autenticitet. Detta garanterar att alla manipulering eller förfalskning av meddelanden i båda riktningarna kommer att detekteras.
- Bidriktad karaktär: TLS -kanaler är i sig dubbelriktade, vilket innebär att båda slutpunkterna kan skicka och ta emot krypterade data samtidigt. Krypterings- och dekrypteringsprocesserna speglas i båda ändarna med hjälp av de symmetriska nycklarna etablerade, vilket möjliggör sömlös, säker tvåvägskommunikation.
- Framåt sekretess: Moderna variationer av TL: er använder flyktiga nycklar med DHE eller ECDHE som upprättar nycklar per session som ger framåt hemlighet. Detta innebär att även om långsiktiga nycklar komprometteras förblir tidigare kommunikationssessioner säkra.
- Session återupptagande: För att förbättra effektiviteten jämfört med upprepade sessioner stöder TLS session återupptagning där tidigare sessionnycklar eller identifierare återanvänds för att undvika en fullständig handskakning samtidigt som säkerheten, som gäller för dubbelriktat krypterat dataflöde.
SSH Bidirectional Channel -kryptering och dekryptering
SSH tillhandahåller säker fjärrinloggning och andra säkra nätverkstjänster över ett osäkert nätverk. Dess dubbelriktade kanaler säkerställer också att data är krypterade och dekrypterade säkert både när du skickar och tar emot:
- Key Exchange Protocol: I likhet med TLS börjar SSH med en nyckelutbytemekanism för att producera en delad hemlig nyckel som används för att kryptera sessionen. Den använder vanligtvis Diffie-Hellman Key Exchange-algoritmen. Servern presenterar sin offentliga värdnyckel, som klienten verifierar för att autentisera servern innan du fortsätter. Båda parter använder sedan överenskomna algoritmer för att generera en delad hemlig nyckel oberoende.
- Asymmetrisk kryptografi för autentisering: Till skillnad från den symmetriska krypteringen som används för bulkdata tjänar asymmetriska nycklar i SSH specifikt autentiseringsändamål. De privata nycklarna i dessa asymmetriska par förblir hemliga och används för att bevisa identitet, men bulkdatakryptering använder symmetriska nycklar.
- Symmetrisk kryptering av kommunikation: Efter nyckelutbytet och autentiseringsfaserna byter SSH till symmetriska krypteringsalgoritmer för säker överföring av data över den dubbelriktade kanalen. SSH stöder flera symmetriska chiffer som AES, 3DE, Blowfish, Cast128 och Arcfour. Både klient och server använder samma nyckel för att kryptera utgående data och dekryptera inkommande data, vilket möjliggör säker kommunikation med full duplex.
- Integritet och komprimering: För att säkerställa att meddelanden inte är manipulerade med i transit, tillämpar SSH kryptografiska hashfunktioner för att skapa meddelandesautentiseringskoder (MAC) eller använder autentiserade krypteringslägen. Dessutom kan komprimering appliceras för att förbättra överföringseffektiviteten.
- Bidriktad kanalfunktionalitet: SSH -anslutningen skapar säkra tunnlar eller kanaler som är dubbelriktade, som stöder samtidig sändning och mottagning av data med kryptering och dekryptering som sker symmetriskt på både klient- och serversidor. Detta tillåter säkra kommandoutförande, filöverföringar (via SFTP) och port vidarebefordran, alla överförda krypterade kanaler.
- Flödeskontroll och felhantering: SSH -kanaler inkluderar flödeskontrollmekanismer som hanterar dataöverföringshastigheterna i båda riktningarna, justering för nätverksförhållanden och säkerställer tillförlitlig kommunikation.
Delade egenskaper hos TLS och SSH Bidirectional -kanaler
- Båda använder en initial handskakning för att upprätta krypterade sessionstangenter säkert utan att utsätta dem för potentiella avlyssningar.
- Symmetrisk kryptering används för effektivitet vid kryptering och dekryptering av bulkkommunikationsdata när sessionnyckeln har upprättats.
- Båda tillämpar meddelandesautentiseringstekniker för att säkerställa konfidentialitet, integritet och äkthet för data i båda riktningarna.
-De stöder full duplex, samtidig tvåvägs dataflöde inom säkra krypterade tunnlar.
- Användning av algoritmer som kan ge framåt hemlighet, vilket säkerställer att tidigare kommunikation förblir säker även om långsiktiga nycklar komprometteras.
- Båda protokollen förhandlar och enas om krypteringsalgoritmer och nyckellängder i början av sessionen.
- Bidirectional -karaktären hos dessa protokoll säkerställer att felhantering, vidarebefordran och flödeskontrollmeddelanden också kan bytas säkert ut.